Содержание

1. Что такое сорбционный фильтр? Область применения сорбционных фильтров
2. Типы сорбционных фильтров2.1 Сорбционные фильтры с картриджами
2.1.1 Магистральные сорбционные фильтры с угольными картриджами типа Slim Line
2.1.2 Магистральные сорбционные фильтры с угольными картриджами типа Big Blue
2.2 Сорбционные фильтры засыпного типа с активированным кокосовым или березовым углем
2.2.1. Описание
2.2.2 Конструкция засыпного фильтра
2.2.3 Принцип работы сорбционного фильтра засыпного типа
3. Сравнение технико-экономических показателей разных типов сорбционных фильтров

 1. Что такое сорбционный фильтр? Область применения сорбционных фильтров

  Сорбционная очистка воды позволяет удалять хлористые соединения, мелкодисперсные взвеси, коллоиды, а также растворенные газы. Кроме того, сорбционные фильтры положительно влияют на органолептические свойства воды, устраняют неприятный запах и вкус, делают ее прозрачной. При пропускании воды через сорбционные фильтры также можно избавиться от нефтепродуктов, пестицидов, асбеста, гербицидов, органических соединений и бактерий.

 Сорбционные фильтры используются с целью глубокой очистки сточных вод, в системах замкнутого водоснабжения. Фильтрующим веществом выступают различные активированные угли, наиболее эффективным из которых считается кокосовый. Уголь из скорлупы кокосовых орехов имеет больший срок службы, так как характеризуется значительной устойчивостью к истиранию, а также он обладает большей адсорбционной способность. 
   Очищение воды сорбционными фильтрами с загрузкой активированным углем считается одним из наиболее оптимальных способов тонкой очистки. Активированный уголь обладает способностью задерживать микроскопические частицы твердых веществ, прилипающих к фильтрующим гранулам. 
   Принцип действия угольных фильтров основан на процессе задерживания молекул загрязняющих веществ внешней поверхностью угольных гранул – это явление называется адсорбция. Метод сорбции с неподвижным и динамическим слоем сорбента успешно применяется с целью очистки сточных вод в промышленных отраслях. Также сорбционные фильтры продуктивно применяются для очистки воды в загородных домах, коттеджах. Сорбционные фильтры бывают картриджного и засыпного типов.

2. Типы сорбционных фильтров

2.1. Сорбционные фильтры с картриджами

  Угольные фильтры со сменными картриджами – наиболее популярная конструкция. Уголь находится внутри внешней сетчатой оболочки, которая может выполняться из полипропилена, полистирола или полиэтилена. Благодаря сетчатой оболочке, фильтрующий материал удерживается внутри корпуса, а также происходит фильтрация крупных механических частиц. 
  Сорбционные угольные картриджи способны очищать воду от большинства загрязняющих веществ, таких как неорганические и органические взвеси, нефтепродукты, тяжелые металлы, свободный хлор и другие. Для придания бактерицидных свойств в состав может добавляться серебро.  Типоразмер корпуса – один из важных параметров угольных картриджей. Существует две серии, отличающихся диаметром и фильтрующим ресурсом: Slim Line и Big Blue.

Рис. 1 - Схема подключения картриджного сорбционного фильтра

2.1.1     Магистральные сорбционные фильтры с угольными картриджами типа Slim Line

  Диаметр картриджей Slim Line находится в диапазоне от 61 до 73 мм. Такие картриджи предназначены для обработки незначительного объема воды и пригодны для использования в питьевых фильтрах (проточных и обратноосмотических), а также встречаются в сравнительно небольших магистральных фильтрах. Обладают пропускающей способностью до 1,5 м3/час. Универсальны – применимы с фильтрами большинства производителей. Работа обеспечивающей фильтрацию системы осуществляется следующим образом – исходная вода попадает на наружную плоскость картриджа, затем проходит через стенку. В результате загрязнения задерживаются на поверхности и стенке фильтрующего элемента. После чего уже прошедшая очистку вода, поднявшись по расположенному внутри каналу, попадает на выход фильтра.

Рис. 2 - Угольный картридж типа Slim Line 10"

2.1.2     Магистральные сорбционные фильтры с угольными картриджами типа Big Blue

Диаметр картриджей стандарта Big Blue варьируется в пределах от 112 до 117 мм. Применяются для очистки большего объема жидкости, так как их производительность выше, чем у картриджей Slim Line (за счет большего диаметра) и составляет до 6 м3/час. Наиболее широко применяются в магистральных сорбционных фильтрах. Картриджи Big Blue могут быть разной высоты, что также характеризует увеличение или уменьшение пропускной способности.

Рис. 3 - Угольный картридж типа Big Blue 20"

2.2      Сорбционные фильтры засыпного типа с активированным кокосовым или березовым углем

2.2.1     Описание

 Сорбционные фильтры засыпного типа успешно справляются с задачей улучшения органолептических характеристик воды за счет адсорбционных свойств активированного угля и сброса задержанных взвесей в дренаж методом обратной промывки.  Фильтр засыпного типа представляет собой объемный бак, загруженный фильтрующим веществом. Состав засыпки и конструкционное исполнение фильтра могут различаться в соответствии с его назначение. Несомненное преимущество засыпных фильтров в том, что они могут эксплуатироваться длительное время без замены, благодаря регулярной промывке (регенерации). 
  Сорбционные фильтры разделяются на два вида в зависимости от того, какая регенерация фильтрующей засыпки осуществляется. 
    - Промывка обратным потоком воды, без дополнительного использования химических веществ.
    - Восстановление очищающей способности с использованием специальных химических реагентов.

2.2.2     Конструкция засыпного фильтра

   Конструктивно сорбционный фильтр включает три основные элемента: корпус с системой распределения, фильтрующую среду и управляющий блок. За счет адсорбционных свойств активированного угля (фильтрующей среды) при прохождении воды через слой загрузки, происходит впитывание присутствующих в ней загрязнений. 

   В качестве материала корпуса обычно используют стеклопластик либо нержавеющую сталь. Корпус имеет цилиндрическую форму с верхом и дном в виде купола, за счет чего создаются наилучшие гидравлические параметры фильтра в процессе эксплуатации. Устойчивая установка гарантируется кольцевым основанием. Загрузка угля осуществляется через специальное отверстие в верхней части корпуса. 

   Блок управления – это многоходовой клапан с гидравлическим либо электромеханическим приводом, а также автоматическим управлением (существуют также варианты с управлением в ручном режиме). Основное назначение блока управления – инициализировать процесс регенерации, т.е. планомерное переключение потоков воды согласно установленной программе. Бывают блоки управления с регенерацией по времени и расходу, в состав которых входят таймер либо счетчик воды соответственно. Также встречаются блоки управления с регенерацией на основе анализа качественных характеристик воды.

  Фильтрующая среда, а также ее количество, выбираются и рассчитываются исходя из параметров исходной воды, а также целей, в которых эта вода будет использоваться после очистки. Засыпка может состоять из одного либо нескольких типов фильтрующей среды.

Рис. 4 - Конструкция засыпного сорбционного угольного фильтра

2.2.3     Принцип работы сорбционного фильтра засыпного типа

  При прохождении воды через фильтр осуществляется перенос молекул загрязняющих веществ на поверхности фильтрующей среды, которые задерживаются в порах активированного угля. С насыщением верхних слоев засыпки фильтрация переносится на нижерасположенные слои. Наступает состояние, когда вся толща фильтрующей среды насыщена частицами загрязнений, и требуемое качество очистки воды уже не достигается. Когда это происходит требуется осуществить регенерацию, т.е. промывку загрузочного слоя обратным током воды, что осуществляется, как правило, в автоматическом режиме с помощью блока управления. После промывки промывочная вода переносится в дренаж. Несмотря на эту меру, периодически фильтрующая среда требует полной замены, так как со временем она теряет свои очистительные свойства.

  (1)(2)

Рис. 5 Принцип действия фильтров засыпного типа (1) - режим фильтрации (2) режим обратной промывки

3.       Сравнение технико-экономических показателей сорбционных фильтров

Для понимания целесообразности и экономичности использования различных сорбционных фильтров, а следовательно, чтобы сделать правильный выбор с учетом целей очистки, ниже приведена сравнительная таблица устройств, предлагаемых компанией Вагнер-Урал.

Таблица 1 - Сравнение характеристик сорбционных фильтров картриджного и колонного типа

  Выводы: таким образом, можно сделать вывод, что для квартиры с небольшим объемом водопотребления в наибольшей степени подходит фильтры картриджного типа, тогда как для частного дома с высоким водопотреблением или предприятия целесообразно использовать фильтры засыпного типа желательно с кокосовым углем несмотря на его более высокую стоимость. Так как срок службы, сорбционная способность кокосового угля в разы выше чем аналогичного объеме березового угля.